فریم ورک چیست؟ چگونه کارآمدتر برنامه‌نویسی کنیم
در شروع برنامه‌نویسی با زبان‌های برنامه‌نویسی سروکار دارید؛ زبان‌هایی مثل PHP ،Python و JavaScript. اما چیزی نمی‌گذرد که با نام تکنولوژی‌هایی همچون Laravel ،React و Symfony آشنا می‌شوید که به آن‌ها فریم‌ورک (Framework) گفته می‌شود. در این مقاله به زبان ساده توضیح خواهیم داد که فریم ورک چیست، مزایای استفاده از فریم ورک چیست و چگونه استفاده از آن می‌تواند برنامه‌نویسی را به تجربه‌ای کارآمدتر تبدیل کند.
فریم ورک چیست؟
فرقی نمی‌کند بخواهید برنامه‌ای که قبلاً ایجاد شده است را بهبود دهید یا یک اپلیکیشن را از ابتدا برنامه‌نویسی کنید؛ بدون شک در طول فرایند توسعه با دردسرهای دیباگ و آزمون‌و‌خطای بسیاری مواجه خواهید شد. اینجاست که متوجه خواهید شد که باید هوشمندانه‌تر کار کنید، نه سخت‌تر.
توسعه‌دهندگان از فریم‌ورک‌ها (Framework) برای تسهیل فرایند و کاهش زمان توسعه استفاده می‌کنند. فریم‌ورک‌ها مجموعه‌ای از ابزارها هستند که بسیاری از برنامه‌نویسان و تیم‌های موفق برنامه‌نویسی از آن‌ها استفاده کرده و نرم‌افزارها و سیستم‌هایی با ساختار مناسب و قابل‌اعتماد ایجاد می‌کنند. فریم‌ورک‌ها به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند تا به‌جای اینکه برنامه‌ها و وب‌سایت‌ها را از ابتدا ایجاد کنند، با استفاده از یک منبع موجود و آماده این کار را انجام داده و در توسعه‌ی برنامه‌ها کارآمدتر عمل کنند. این پلتفرم‌های توسعه می‌توانند شامل برنامه‌های پشتیبانی، کامپایلرها، کتابخانه‌های کد، مجموعه ابزارها و APIها باشند.
با استفاده از فریم‌ورک، حتی وب‌سایت‌های ساده‌ای که توسط یک شخص طراحی شده‌اند، همچنان می‌توانند عملکردهای پیشرفته‌ای مانند پشتیبانی از احراز هویت، پنل‌های مدیریت و ادمین، فرم‌های تماس، بخش نظرات، پشتیبانی از آپلود فایل و… داشته باشند. اگر بخواهید از ابتدا یک وب‌سایت را طراحی کنید، باید خودتان تمام این اجزاء را توسعه دهید. اما با استفاده از فریم‌ورک، این اجزاء از قبل ساخته شده‌اند، تنها کاری که باید انجام دهید این است که آن‌ها را به‌درستی پیکربندی کنید.
مزایای استفاده از فریم ورک چیست؟
برنامه‌نویسان در حل خلاقانه‌ی مسائل و همچنین دیدن تصویر بزرگ‌تر در مسائل مهارت دارند. با این حال، عمیق‌شدن در جزئیات کدنویسی بسیار زمان‌بر است و موجب می‌شود که برنامه‌نویسان نتوانند زمان کافی را برای حل مسائل مهم‌تر اختصاص دهند. اما به لطف فریم‌ورک‌ها، توسعه‌دهندگان دیگر نگران قرار دادن نقطه ویرگول یا ساختن APIها نیستند. استفاده از فریم‌ورک به برنامه‌نویسان می‌توانند تکنیک‌های پیشرفته‌تری را تجسم کرده و تمرکز خود را بر جست‌و‌جوی ارزش افزوده و توسعه‌ی پروژه اختصاص دهند. فریم‌ورک‌های بسیاری وجود دارد که هرکدام برای هدف خاصی ایجاد شده‌اند و ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد خود را دارند. با این وجود فریم‌ورک‌ها صرف‌نظر از کاربردشان، مزایای مشترکی دارند که در ادامه به توضیح آن‌ها پرداخته‌ایم:
- فریم‌ورک‌ها با کاهش خطاها و کوتاه کردن بولک‌های کد، این امکان را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کنند تا زمان کمتری را برای نگهداری و آزمایش کدها صرف کنند. به لطف فریم‌ورک‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند به‌جای صرف زمان بر روی کارهای تکراری مانند معماری، امنیت و… بر تحقق عملکردهای خاص در پروژه‌ی خود تمرکز کنند.
- فریم‌ورک‌ها امنیت را برای پروژه‌ها فراهم کرده و از تعداد زیادی از نقایص امنیتی جلوگیری می‌کنند. داشتن فریم‌ورکی که بتواند امنیت برنامه‌ها را تضمین کند به توسعه‌دهندگان این فرصت را می‌دهد تا با مشتریان بزرگ‌تر و الزامات امنیتی دقیق‌تری کار کنند.
- فریم‌ورک‌ها از API استفاده می‌کنند تا به‌راحتی با هر تعداد از برنامه‌های وب، پایگاه‌های داده و ابزارهای شخص ثالث ارتباط برقرار کنند. بنابراین می‌توان از آن‌ها برای افزایش کارایی استفاده کرد.
- فریم‌ورک‌ها یک ساختار سلسله‌مراتبی بهینه‌شده را برای فایل‌ها و پوشه‌‌ها ارائه می‌کنند. به لطف این جداسازی و طبقه‌بندی، رابط کاربری واضح‌تر و آسان‌تر می‌شود. با رعایت دستورالعمل‌های فریم‌ورک، ساختار کد به‌صورت منسجم توسعه یافته و در‌نتیجه کیفیت آن بهبود می‌یابد.
- فریم‌ورک‌ها با توجه به کاربردشان، معماری‌های مختلفی را ارائه می‌کنند. این موضوع باعث می‌شود که توزیع وظایف و توسعه‌ی تیم‌ها آسان‌تر شود. علاوه بر این، از آنجایی که معماری برنامه‌های توسعه‌یافته با یک فریم‌ورک یکسان است، هنگامی که برنامه‌نویسان به تیمی که با فریم‌ورک‌های آن‌ها کار می‌کند وارد می‌شوند، به‌راحتی و سریع‌تر می‌توانند نقش خود را در تیم دنبال کنند.
- از آنجایی که فریم‌ورک‌ها توسط جامعه‌ای از توسعه‌دهندگان و گاهی توسط سازمان‌های خصوصی توسعه می‌یابند، نگهداری و تکامل آن‌ها بهینه‌تر بوده و به‌روزرسانی‌ها بیشتر است. با استفاده از یک فریم‌ورک لازم نیست نگران آخرین استانداردهای وب، سازگاری جدید بین سرویس‌ها و مواردی از این قبیل باشید.
- اکثر فریم‌ورک‌ها متن‌باز هستند. متن‌باز بودن فریم‌ورک‌ها امکان ایجاد جوامع آنلاین را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند. بنابراین کاربران می‌توانند با هم کار کنند، نمونه کد پست کنند، به دیگران در عیب‌یابی کمک کنند و به‌طور کلی به بهبود مستمر برنامه‌های یکدیگر کمک کنند.
ویژگی‌های یک فریم ورک خوب چیست؟
فریم‌ورک‌های بسیاری وجود دارد که برخی از آن‌ها محبوب‌تر از بقیه هستند. توسعه‌دهندگان اغلب فریم‌ورک‌هایی را انتخاب می‌کنند که با آن‌ها آشنایی بیشتری دارند، در صورتی که ممکن است آن فریم‌ورک برای پروژه‌ی موردنظر مناسب نباشد. بنابراین هنگام تصمیم‌گیری درمورد فریم‌ورک مناسب، ویژگی‌های زیر را در فریم‌ورک‌ها بررسی کنید:
- کارایی: فریم‌ورکی را انتخاب کنید که عملکرد مورد‌نیاز برای پروژه موردنظر شما را فراهم می‌کند. با توجه به اینکه هر فریم‌ورکی محدودیت‌های خود را دارد، روی فریم‌ورکی که بسیار بیشتر از نیاز پروژه شما باشد، سرمایه‌گذاری نکنید.
- یکپارچگی: فریم‌ورکی را انتخاب کنید که به هماهنگی تیم‌های بزرگ یا توزیع‌شده کمک می‌کند.
- مستندات: فریم‌ورکی را انتخاب کنید که مستندات خوبی داشته باشد و آموزش‌های پیاده‌سازی را ارائه کند.
- جامعه‌ی فعال: قدرت فریم‌ورک‌ها به اندازه‌ی پشتیبانی جامعه‌ی کاربران آن‌هاست. فریم‌ورکی را انتخاب کنید که با یک پایگاه کاربر فعال به‌خوبی تثبیت شده باشد.
انواع فریم‌ورک
هر فریم‌ورک بر اساس یک زبان برنامه‌نویسی ایجاد شده است و نیاز خاصی را برآورده می‌کند. بنابراین برای انتخاب مناسب‌ترین فریم‌ورک، باید نیازهای خود را به‌طور دقیق تعریف کنید و با توجه به آن‌ها فریم‌ورک متناسب با پروژه‌ی موردنظرتان را انتخاب کنید. در ادامه انواع فریم‌ورک‌های برنامه‌نویسی را معرفی خواهیم کرد:
فریم‌ورک‌های وب
فریم‌ورک‌های وب به توسعه‌ی بک‌اند و فرانت‌اند برنامه‌های وب کمک می‌کنند. فریم‌ورک‌های فرانت‌اند، مانند Angular یا React JS، قالب‌ها و مؤلفه‌های HTML ،CSS و JavaScript را برای ساختن فرانت‌اند یک وب‌سایت یا برنامه‌ی وب ارائه می‌کنند. فریم‌ورک‌های بک‌اند نیز با ارائه‌ی قابلیت‌هایی مثل ابزارهای احراز هویت و مدیریت پایگاه داده از توسعه‌ی بک‌اند وب‌سایت‌ها پشتیبانی می‌کنند. فریم‌ورک‌های بک‌اند با توجه به زبان برنامه‌نویسی انتخاب‌شده و همچنین پلتفرم‌های هدف تعیین می‌شوند. Laravel ،Ruby on Rails و Django از جمله فریم‌ورک‌های بک‌اند هستند.
ممکن است علاقه‌مند باشید: جنگو (Django) چیست؟
فریم‌ورک‌های توسعه‌ی اپلیکیشن‌های موبایل
این دسته از فریم‌ورک‌ها، از توسعه‌ی اپلیکیشن‌های تلفن همراهِ cross platform و یا اپلیکیشن‌های اختصاصیِ یک سیستم‌عامل بومی پشتیبانی می‌کنند. فریم‌ورک‌های زیادی برای توسعه‌ی اپلیکیشن‌های موبایل وجود دارد که از میان آن‌ها می‌توان به React Native ،Flutter و Xamarin اشاره کرد.
فریم‌ورک‌های مدیریت محتوا
سیستم‌های مدیریت محتوا (CMS) به کاربران این امکان را می‌دهند که محتواهایی از جمله پست‌های وبلاگ، کتاب‌های الکترونیکی، برنامه‌های تلفن همراه یا راه‌حل‌های آنلاین دیگر را ساخته، سازماندهی کرده و تغییر دهند. علاوه بر قیمت، زبان یا سهولت استفاده، عواملی همچون سئو و امنیت در انتخاب فریم‌ورک‌های CMS تأثیرگذار هستند. از فریم‌ورک‌های محبوب CMS می‌توان به WordPress ،Drupal و Joomla اشاره کرد.
فریم‌ورک‌های علم داده
علم داده حوزه‌ی وسیعی است که از علم آمار، روش‌های علمی در حوزه‌های مختلف، الگوریتم‌ها و… برای استخراج اینسایت از داده‌ها استفاده می‌کند. از آنجایی که پایتون در حوزه‌ی علم‌داده کاربرد بسیاری دارد، استفاده از فریم‌ورک‌های علم داده از جمله TensorFlow ،PyTorch ،Apache Spark و NumPy هرروز در حال افزایش است.
چالش‌های استفاده از فریم ورک چیست؟
فریم‌ورک‌ها با وجود تمام مزایایی که برای برنامه‌نویسان فراهم می‌کنند، چالش‌هایی نیز دارند. به‌عنوان مثال، اگر توسعه‌دهندگان به زبانی که فریم‌ورک مبتنی بر آن است مسلط نباشند و یا بیش از حد به فریم‌ورک متکی باشند، استفاده از فریم‌ورک بیش از آنکه مزیتی ارائه کند منجر به code-bloat و مشکلات عملکرد خواهد شد. بنابراین برای درک و تفسیر صحیح اصول اولیه‌ی فریم‌ورک‌ها و انتخاب‌های فنی سنجیده، تسلط بر مفاهیم کلی عملکردهای داخلی، درک شیوه‌های بهینه و البته داشتن دانش دقیق از زبان برنامه‌نویسی فریم‌ورک ضروری است.
فریم‌ورک‌ها اغلب انتخاب‌های خود را از نظر معماری کد به ما تحمیل می‌کنند. از این رو ممکن است برنامه‌نویسان برای دسترسی به ویژگی‌های زبانی که توسط فریم‌ورک پشتیبانی نمی‌شود با مشکلاتی مواجه شوند. فریم‌ورک‌ها همچنین معماری سنگین و پیچیده‌ای را به برنامه‌های ساده تحمیل می‌کنند. به‌عنوان مثال، استفاده از فریم‌ورک برای ساخت یک وب‌سایت استاتیکِ چند‌صفحه‌ای، بیش از آنکه فرایند توسعه را ساده کند، آن را پیچیده می‌کند.
به علاوه، در انتخاب فریم‌ورکی که خیلی جدید است یا به‌خوبی پشتیبانی نمی‌شود، خطراتی وجود دارد. زیرا در صورت منسوخ شدن فریم‌ورک، جایگزینی آن با یک فریم‌ورک دیگر پرهزینه خواهد بود. به‌طور مشابه، در نظر نگرفتن محدودیت‌های فریم‌ورک می‌تواند فرایند توسعه را به‌شدت تحت‌تأثیر قرار دهد. بنابراین، قبل از استفاده از هر فریم‌ورکی باید نیازمندی‌های پروژه به‌طور مؤثر تعریف شوند تا بتوان فریم‌ورکی را متناسب با نیازهای واقعی پروژه انتخاب کرد.
تفاوت زبان برنامه‌نویسی و فریم ورک چیست؟
ممکن است تصورات غلطی در مورد فریم‌ورک‌های برنامه‌نویسی وجود داشته باشد. به‌عنوان مثال، از آنجایی که فریم‌ورک‌ها و زبان‌های برنامه‌نویسی، هر دو در توسعه‌ی نرم‌افزار کاربرد دارند، معمولاً با هم اشتباه گرفته می‌شوند. فریم‌ورک‌ها پلتفرم‌هایی هستند که به شما در توسعه‌ی نرم‌افزار کمک می‌کنند، درحالی که زبان‌های برنامه‌نویسی، پایه و اساس فریم‌ورک‌ها و دستورالعمل‌هایی هستند که به آن‌ها می‌گوید چه کاری انجام دهند. همه‌ی نرم‌افزارها با زبان‌های برنامه‌نویسی توسعه یافته‌اند، اما لزومی به استفاده از فریم‌ورک در فرایند توسعه نیست. یکی دیگر از تفاوت‌های مهم زبان برنامه‌نویسی و فریم‌ورک، هدف آن‌ها است. یک زبان برنامه‌نویسی می‌تواند در حوزه‌های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد، در صورتی که هر فریم‌ورک فقط برای یک هدف ساخته شده است؛ ساخت برنامه‌های وب، اپلیکیشن‌های تلفن همراه یا علم داده.
تفاوت کتابخانه و فریم ورک چیست؟
گاهی اوقات اصطلاحات «فریم‌ورک» و «کتابخانه» به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. اما «کتابخانه» تنها یکی از ابزارهای موجود در یک «فریم‌ورک» است. فریم‌ورک ابزارهای مختلفی از جمله کتابخانه‌ها را برای کمک به ساخت برنامه‌ها در اختیار شما قرار می‌دهد. کتابخانه مجموعه‌ای از اجزای سطح پایین است که می‌توان آن‌ها را برای یک نتیجه‌ی خاص فراخوانی کرد.
هنگام استفاده از کتابخانه، برنامه‌نویس مستقیماً کدها را از کتابخانه‌ها فراخوانی می‌کند. در حالی که فریم‌ورک‌ها خودشان می‌توانند دسترسی به کتابخانه‌ها را فراهم کرده و کدها را فراخوانی کنند. این مفهومی است که به‌عنوان وارونگی کنترل (Inversion of Control) شناخته می‌شود و به کاهش باگ‌ها، آسان‌تر کردن تست، کاهش استفاده از سرور و ارائه یک تجربه‌ی برنامه‌نویسی پویاتر کمک می‌کند. بنابراین اگرچه گاهی واژه‌های کتابخانه و فریم‌ورک اشتباهاً به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما کار با یک فریم‌ورک نه‌تنها زحمت بسیار کمتری دارد، بلکه خطرات خرابی را نیز کاهش می‌دهد.
جمع‌بندی
فریم‌ورک‌های برنامه‌نویسی ابزارهای مهمی در فرایند توسعه‌ی نرم‌افزارها هستند که راه‌حل‌هایی را برای حل مشکلات رایج، ادغام بهترین شیوه‌های برنامه‌نویسی و استفاده از آخرین گزینه‌های فناوری ارائه می‌کنند. این پلتفرم‌های توسعه، شامل کتابخانه‌ها، APIها و سایر عناصری هستند که برنامه‌نویسی را سریع‌تر و کارآمد کرده تا توسعه‌دهندگان بتوانند بر ایجاد عناصری تمرکز کنند که پروژه را منحصر‌به‌فرد می‌کند. استفاده از فریم‌ورک مناسب می‌تواند با سرعت بخشیدن به زمان توسعه، به بازاریابی و پیشبرد استراتژی رشد شما کمک کند. به علاوه استفاده از عملکردهای با‌کیفیت و از‌پیش‌بررسی‌شده، قابلیت‌اطمینان برنامه‌ها را افزایش داده و تست برنامه‌ها را آسان می‌کند. فریم‌ورک‌ها با توجه به بهبود مداومشان توسط جامعه‌ی کاربران، به بهبود امنیت برنامه‌ها کمک کرده و پایه‌ای از پشتیبانی را ارائه می‌کنند.
شایان ضیایی
